计算机生成兵力中智能体技术与应用研究

论文摘要

计算机生成兵力（Computer Generated Forces, CGF）是指在分布式仿真战场环境中由计算机来生成和控制仿真实体，通过对人类作战行为的建模，这些实体能自主地对仿真战场环境中的事件和状态做出反应，实现其在战斗中的角色和职能。智能体技术为CGF的研究提供了有效的手段。但是由于CGF特殊的应用背景，基于命令的多智能体系统CMAS（Command-based Multi-Agent Systm）中的个体和组织是以任务为中心来调整其行为的。本文紧紧围绕CMAS中的任务特性，运用心理学和组织行为学理论指导对Agent行为进行研究，用非标准世界的模态逻辑为工具描述Agent思维状态属性和模型，分析各种思维状态属性的性质和相互关系，并对智能体的决策行为进行了研究，提出了适合军事应用的行为模型和决策方法。仿真实验和实践应用验证了研究结果的有效性。 BDI（Belief-Desire-Intention）模型是描述智能体思维状态的经典理论，但是在CMAS中，个体基于意图的推理和承诺显然不符合命令机制的需要，而任务能够更好地表现个体的社会性。因此，本文提出了一个新的思维状态模型BDM（Belief-Desire-Mission），用任务代替意图作为智能体思维状态的核心来讨论个体的思维特性。通过形式化描述和分析，将任务、信念和愿望等模态算子有机地结合在一起，表达了群体中其他个体对某个个体的一种群体愿望和意图，充分体现了CMAS中的等级关系和命令的强制特征，并且通过基于任务的推理，有效克服逻辑蕴涵的副作用问题。该模型解决了由于智能体过分强调自我意图而导致的行为混乱问题，为CGF中智能体技术的应用奠定了理论基础。 能力和个性都是Agent个体差异的表现，是Agent真实感的重要因素。本文在BDM模型的基础上，对能力和个性进行了形式化描述，分析了能力的基本性质，以及能力与任务、信念等精神状态的相容关系，认为能力是智能体实现自身目标的先决条件。个性包括个性倾向和个性特质，前者影响个体对任务的偏好，后者影响个体行为的取向。通过对个性的量化分级，定量地讨论了个性对于个体和群体行为的影响程度，进而提出了基于能力和个性

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 计算机生成兵力
• 1.2.1 计算机生成兵力的概念
• 1.2.2 CGF的研究领域
• 1.2.3 分布交互仿真技术的发展
• 1.3 智能体技术概述
• 1.3.1 智能体的概念
• 1.3.2 智能体的类型
• 1.4 CGF中智能体技术研究应用现状
• 1.4.1 Agent的思维状态与形式逻辑
• 1.4.2 智能体的个体差异
• 1.4.3 智能体的组织与角色
• 1.4.4 CGF决策行为建模
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 命令机制下的智能体思维状态模型
• 2.1 引言
• 2.2 CMAS中Agent的思维状态模型
• 2.2.1 意图和任务
• 2.2.2 Agent的分层模型
• 2.3 BDM模型的形式化描述
• 2.3.1 CBL形式语言
• 2.3.2 CBL的公式集
• 2.3.3 BDM思维状态模型
• 2.4 BDM模型的基本性质
• 2.5 信念与任务的关系
• 2.6 任务与目标的关系
• 2.7 基于BDM的仿真实验
• 2.8 本章小结
• 第3章 包含能力与个性的智能体扩展模型
• 3.1 引言
• 3.2 智能体能力的分析和描述
• 3.2.1 Agent能力分析
• 3.2.2 能力的形式化定义
• 3.2.3 能力与BDM的关系
• 3.2.4 基于能力的仿真实验
• 3.3 智能体个性的分析和描述
• 3.3.1 个体行为的心理学特征
• 3.3.2 Agent个性的定义
• 3.3.3 具有个性的Agent结构
• 3.3.4 基于个性的仿真实验
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于角色和任务的CMAS组织
• 4.1 引言
• 4.2 命令机制下的组织特征
• 4.3 组织的定义
• 4.3.1 组织结构
• 4.3.2 组织状态
• 4.4 组织思维状态分析
• 4.4.1 集体信念
• 4.4.2 集体愿望
• 4.4.3 集体任务
• 4.5 组织中的角色
• 4.5.1 角色的概念
• 4.5.2 角色的描述
• 4.5.3 角色的等级层次
• 4.5.4 组织结构中的角色关系
• 4.5.5 角色干涉问题
• 4.6 基于角色和任务的组织形成
• 4.6.1 Corg组织结构设计
• 4.6.2 组织任务分解的知识
• 4.6.3 组织的形成过程
• 4.7 基于组织的仿真实验
• 4.8 本章小结
• 第5章 基于CBR的智能体决策行为研究
• 5.1 引言
• 5.2 智能体决策行为描述
• 5.2.1 决策行为分析
• 5.2.2 决策方案的质量
• 5.3 具有层次结构的决策行为框架模型
• 5.4 基于CBR推理的决策
• 5.4.1 推理决策结构模型
• 5.4.2 战例表述
• 5.4.3 战例的索引组织
• 5.4.4 战例的检索
• 5.4.5 战例的修正与扩充
• 5.5 决策行为的仿真实验
• 5.6 本章小结
• 第6章 基于Agent的CGF应用系统
• 6.1 引言
• 6.2 基于HLA的STTS系统
• 6.2.1 系统HLA联邦与舰艇邦员设计
• 6.2.2 系统HLA联邦的执行过程
• 6.3 反潜水面舰艇CGF
• 6.3.1 舰艇CGF的组成
• 6.3.2 舰艇CGF的模型框架
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 致谢
• 个人简历